R3000 - R3000

R3000
ДизайнерКомпьютерные системы MIPS
Биты32-битный
ДизайнRISC

В R3000 32-битный RISC микропроцессор чипсет разработан Компьютерные системы MIPS который реализовал MIPS I архитектура набора команд (ЭТО). Представленная в июне 1988 г., это была вторая реализация MIPS, пришедшая на смену R2000 как флагманский микропроцессор MIPS. Он работал на частотах 20, 25 и 33,33 МГц.

Набор инструкций MIPS 1 невелик по сравнению с современными 80x86 и 680x0 архитектуры, кодирующие только наиболее часто используемые операции и поддерживающие несколько режимы адресации. В сочетании с фиксированной длиной инструкций и только тремя различными типами форматов инструкций это упрощает декодирование инструкций и обработка. Использовалась 5-ступенчатая конвейер команд, что позволяет выполнять со скоростью, приближающейся к одной инструкции за цикл, что необычно для того времени.

Это поколение MIPS поддерживает до четырех сопроцессоров. Помимо ядра ЦП, микропроцессор R3000 включает в себя процессор управления (CP), который содержит Трансляция Lookaside Buffer и Блок управления памятью.[1] КП работает как сопроцессор. Помимо CP, R3000 также может поддерживать внешний цифровой сопроцессор R3010 и два других внешних сопроцессора.

ЦП R3000 не включает уровень 1 тайник. Вместо этого его встроенный кэш-контроллер управляет кэшем внешних данных и инструкций размером до 256 КБ каждый. Он может получить доступ к обоим кешам в течение одного такта.

R3000 добился большого успеха и использовался многими компаниями в своих рабочие станции и серверы. Пользователи включали:

R3000 также использовался как встроенный микропроцессор. Когда достижения в области технологий сделали его устаревшим для высокопроизводительных систем, он нашел дальнейшее применение в более дешевых конструкциях. Такие компании как LSI Logic разработали производные от R3000 специально для встроенные системы.

R3000 был дальнейшим развитием R2000 с небольшими улучшениями, включая большие TLB и более быстрая шина к внешним кешам. Кристалл R3000 содержал 115 000 транзисторов и имел площадь около 75 000 кв. милы (48 мм2).[5] MIPS был басни полупроводниковой компании, поэтому R3000 был изготовлен партнерами MIPS, включая Интегрированная технология устройств (IDT), LSI Logic, Корпорация NEC, Производительный полупроводник, и другие. Он был изготовлен в диаметре 1,2 мкм. комплементарный металл – оксид – полупроводник (CMOS) процесс[1] с двумя уровнями алюминиевый соединитель.

MIPS R3000A штамповка

Производные от R3000 для невстроенных приложений включают:

  • R3000A - дальнейшая разработка MIPS, представленная в 1989 году. Она работала на тактовых частотах до 40 МГц.
  • PR3400 - разработан Performance Semiconductor, представлен в мае 1991 года, также на частоте до 40 МГц. Он интегрировал Performance Semiconductor PR3000A и PR3010A на одном кристалле.

Производные от R3000 для встраиваемых приложений включают:

  • PR31700 - микроконтроллер 75 МГц от Полупроводники Philips. Изготовленный по процессу 0,35 мкм, поставляемый в 208-контактном LQFP, он работал при 3,3 В и рассеивал всего 0,35 Вт.
  • RISController - Семейство бюджетных микроконтроллеров от IDT. Модели включают R3041, R3051, R3052, R3071 и R3081.
  • TX3900 - микроконтроллер от Toshiba.
  • Мангуст-V - Радиационно-стойкий и расширенный ЦП 10–15 МГц для использования на космических кораблях, он все еще используется сегодня в таких приложениях, как НАСА с Новые горизонты Космический зонд.

Рекомендации

  1. ^ а б Юрий Шилц; Борут Робич; Тео Унгерер (1999). Архитектура процессора: от потока данных к суперскалярному и не только. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. п. 38. ISBN  978-3-540-64798-0.
  2. ^ http://fossbytes.com/the-original-playstation-cpu-is-powering-new-horizons/
  3. ^ https://www.theregister.co.uk/2015/01/14/new_horizons_spacecraft_prepares_to_give_us_our_closest_look_yet_at_pluto/
  4. ^ http://www.sciencealert.com/nasa-s-new-horizon-probe-made-it-to-pluto-with-a-playstation-cpu-for-a-brain
  5. ^ Майкл Слейтер, изд. (1992). Руководство по микропроцессорам RISC. Academic Press, Inc. стр. 129. ISBN  978-0-12-649140-1.

дальнейшее чтение

  • Крис Роуэн, Марк Джонсон, Пол Райс, "Сопроцессор с плавающей запятой MIPS R3010", IEEE Micro, т. 8, вып. 3, стр. 53–62, май / июнь 1988 г.